關于諧波對港口電氣設備的影響探討

摘 要：港口電氣設備的使用中，較容易受到諧波干擾，降低了電氣設備的穩定性，很容易出現偏差問題，不利于港口設備的安全運行。諧波的破壞性強，無法營造安全、穩定的運行環境，本文重點探討諧波對港口電氣設備的實際影響。

關鍵詞：諧波；港口；電氣設備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.250

港口電氣設備比較多，均會產生諧波干擾，對設備自身造成很大的影響，干預了電氣設備的實際使用。港口電氣設備對穩定性的需求比較高，結合諧波對港口電氣設備的影響，提出比較實用的控制措施，保護好港口電氣設備的運行，進而降低諧波的有害干擾。

1 港口電氣設備諧波的產生

分析港口電氣設備中諧波的產生，如：（1）變壓器諧波，變壓器會產生奇次諧波，出現在磁化的過程中，磁化電流表現為尖頂波形，進而引起了電氣諧波；（2）電光源諧波，受到不穩定的電壓干擾，在光源出出現了非線性負載，特征是在電氣照明時，諧波最為明顯；（3）具有整流特性的電氣設備，施加與流動的電流，不存在線性負荷關系，出現了諧波電流。

2 諧波對港口電氣設備的影響

（1）變壓器影響。變壓器是主要的港口電氣設備之一，諧波對變壓器的影響比較明顯，當變壓器受到諧波干預時，周圍的絕緣電場、磁滯等，明顯增加，同時引起漩渦損耗。變壓器自身也會出現非對稱的負荷表現，其為諧波的一種表現形式，影響了變壓器的運行，直接加重了變壓器運行時的諧波分量。例如：港口三角洲位置，連接了變壓器設備，一旦受到諧波影響，諧波會在變壓器的內部，以環流的方式存在，繞組結構在短時間內發熱，損壞變壓器的性能。

（2）電動機影響。港口電動機，受到諧波影響時，有明顯的損耗增加現象，如：熱損耗，不利于電動機的高效運行[1]。例如：港口電動機運轉時，遇到負序諧波，此類諧波引起旋轉磁場，恰好與電動機的旋轉方向相反，諧波在電動機旋轉中，造成一定程度的制約性，增加電動機的運動負擔，而且諧波起到制動的作用，降低了發電的作用。

（3）輸電線路影響。港口輸電線路主要是受到高次諧波的干擾，增加港口輸電線路的消耗。港口的輸電系統，基本是電纜線路，電容、感抗方面，最容易受到高次諧波的干擾。如果輸電線路中存在高次諧波，會引起線路的絕緣擊穿，干擾輸電線路的穩定性。

（4）供電系統影響。供電系統，是港口業務運營的基礎，提供電力服務。諧波能夠降低供電系統的可靠性[2]。例如：港口供電系統內，繼電保護裝置的安裝，需要考慮諧波及整定值的干擾，但是此類安裝方式，最容易引起繼電保護誤動、拒動，導致繼電保護起不到安全控制的作用，而且干擾了供電系統的穩定環境，潛在系統癱瘓的風險，不能保障供電系統的穩定。

（5）電網運行影響。港口電網運行的過程中，很多電力設備，自身缺乏抵抗電能的性能，最容易受到諧波影響。例如：某港口電網運行時，電網內安裝的計算機設備，受到諧波的干擾，亮度發生了明顯的改變，而且計算機圖像，也表現出了畸變特征，該電網內的部分元件，在諧波的沖擊下，發生性能損壞，破壞了電網的運行條件，導致港口電網處于低效的運行狀態，無法支持港口內的多項業務。

3 改善港口電氣設備諧波的方法

（1）完善電氣設備管理。港口電氣設備運行中，完善設備管理的方法，注重設備管理的細節與技術，優化電氣設備的運行環境。港口企業根據電氣設備的運行實況，提出管理的手段，考慮設備能夠接受諧波的數值范圍，安裝濾波器裝置，逐步調節供電系統內的諧波，而且要注重電氣設備管理的規范性，盡量降低諧波發生的機率，充分體現設備管理的作用[3]。

（2）改良港口供電技術。供電系統內的諧波，無法實現完全避免，港口供電中，適當改良供電技術，選擇原本的供電系統，采用優質的改良技術，降低諧波的發生機率。例如：某港口在治理諧波時，采取提升設備電容量的方式，在保障電氣設備正常使用的基礎上，科學的提升電容量，逐步與諧波負載量，形成平衡的模式，提高電氣設備的抗干擾水平，進而控制諧波對該港口內電氣設備的影響。港口改良供電技術時，引進安全應急體系，設計反應機制，通過改良供電技術，有效降低諧波的危害。

（3）調整港口供電方式。諧波對港口電氣設備的影響，采取調整供電方式的方法進行改善，致力于控制諧波的源頭，彌補港口供電的設計缺陷。例如：某港口供電系統，實行調整后，可以改善供電系統上游、下游的運行情況，一般港口的供電系統，不注重下游線路的諧波治理，因此將非線性的負載，安裝到上游線路內，降低下游的諧波壓力，采用TN-S的接地方式，規避接地線路中的諧波風險，同時該港口供電系統預留了增加電容量的空間，提供運行調整的條件，做好諧波控制的工作。

（4）落實防諧波的裝置。港口供電系統內，合理安裝濾波器、變流設備等，以此來降低諧波對港口電氣設備的影響力度。例如：港口預防諧波處理中，改進了變壓器的安裝方式，利用星形、三角形的連接方式，降低運行電流的振動頻率，由此控制諧波對電氣設備的破壞，也可以使用可控硅，實現整流相數的增加，防止諧波再次擴大，保護好港口的電氣設備。

（5）新材料的實踐應用。港口電氣設備使用的材料，對諧波有一定的抵抗性，根據諧波產生的方式，選擇可用的新材料[4]。港口電氣設備中，引進新材料的實踐應用時，重點考慮新材料的性能，確保其可代替原有的材料，以此來實現諧波控制的作用，一方面降低電氣設備自身產生諧波的能力，另一方面通過新材料，實現諧波的抑制作用，控制諧波的生產量。新材料先應用到港口小型電氣設備中，再逐步推行到大型港口電氣設備內，體現新材料研究的成果及應用價值。

4 結束語

諧波是港口電氣設備運行中的一大影響因素，結合諧波的產生，明確諧波對港口電氣設備的影響，全面治理港口電氣設備中的諧波。諧波治理中，還要考慮港口的實際情況，在保障港口電氣設備正常運行的基礎上，落實諧波優化的措施，注重港口的經濟發展。

參考文獻：

[1]嚴育紅.諧波對電氣設備的影響及應對[J].硅谷，2012（15）：120-121.

[2]郭子翚.諧波對港口電氣設備的影響分析[J].硅谷，2013（07）：76-77+31.

[3]張文強，張家瑋.諧波對港口電氣設備的影響分析[J].科技創新與應用，2015（25）：217.

[4]陳麗，董國斌.分析諧波對港口供電系統設備的影響及對策[J].科技創新導報，2014（05）：77.

作者簡介：郭東方（1987-），男，河北唐山人，本科，助理工程師，研究方向：港口電氣維護。